| Project/Area Number |
22K05418
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
IWAKI Hiroaki 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (00368200)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 生体異物アミン / γ-グルタミル中間体 / プロドラッグ / 4-アミノ安息香酸 / ピペリジン / アニリン / バイオレメディエーション / 排水処理 / γ-グルタミル化 / γ-グルタミル化合物合成酵素 / γ-グルタミル化合物 / 2,4-ジニトロフェノール / γ-グルタミルアミド合成酵素 / アミン分解 / アミン分解菌 / ニトロ化合物分解菌 / 分解経路 / 芳香族アミン / 微生物分解 / 微生物生産 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者は、γ-グルタミル化合物の生成が生体異物アミンの代謝において重要な役割を果たしていると考えている。更に、γ-グルタミル化合物はプロドラッグとしても有用である。また、アミン化合物は、工業的に重要な化合物であるだけでなく、ニトロおよびアミド化合物の分解生成物としても生じる。本課題では、微生物機能を利用したγ-グルタミル化合物合成、排水処理・バイオレメディエーションのための基礎的知見を得るため、申請者保有菌株、新規分離株、配列データベースなどから、γ-グルタミル化を含むアミン代謝経路を検索・同定するとともにγ-グルタミル化合物合成酵素およびその他代謝関連酵素の機能および特性を解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we newly isolated microbial degraders of xenobiotic amines such as 4-nitroaniline and piperidine, and sequenced the whole genomes of these and previously obtained strains to investigate catabolic pathways involving γ-glutamyl intermediates. In particular, detailed genomic analysis of Paraburkholderia terrae KU-15 revealed that the initial step in 4-aminobenzoate degradation is γ-glutamylation, and the function of the associated gene cluster pabB1AB2B3C was experimentally verified. Furthermore, analysis of other genomes and publicly available sequence data suggested that γ-glutamylation-mediated pathways may represent one of the major metabolic strategies employed by microbes to degrade aromatic and related amines.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、生体異物アミンの微生物代謝におけるγ-グルタミル中間体を経る経路の多様性と保存性を明らかにし、芳香族アミンを含む広範な化合物に対して、微生物が共通して用いる主要な代謝戦略の一つである可能性を示した。従来、γ-グルタミル化は一部の基質に特異的な経路と見なされていたが、本研究により、その普遍性と応用可能性に新たな視座が加わった。得られた知見は、γ-グルタミル化合物の利用を基盤とするプロドラッグ設計や、生体異物アミンの無毒化・分解を指向した排水処理・バイオレメディエーション技術への応用が期待される。
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